물리학및실험 레포트(RC시상수)

물리학및실험 레포트(RC시상수)

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본문 1. 실험 제목 : RC시상수 2. 실험 목적 : 전류가 저항을 통하여 축전기에 충전과 방전되는 과정을 실험적으로 관찰하고, 회로의 RC시상수의 의미를 이해한다. 3. 실험 이론 가. 충전 과정 그림 1과 같은 회로에서 스위치 S를 위치 a로 하였을 경우를 알아보자. X점에서 출발하여 회로를 시계방향으로 한바퀴 돌아 X점까지 다시 와보자. 이때 폐회로 정리를 적용하면 epsilon -`iR`-` q over C ``=``0 (1) 이 된다. 여기서 epsilon 은 전원장치의 기전력, R`은 저항, C`는 축전기의 전기용량, q`는 전하 그리고 i`는 전류이다. 식 (1)은 두 변수 q`와 i`를 가지고 있기 때문에 직접 풀 수가 없다. 그러나 이들 사이에는 다음과 같은 관계가 있다. i``=`` dq over dt (2) 그림 1. RC 회로 이것을 식 (1)에 대입하면 다음과 같다. epsilon ```=```R dq over dt `+` q over C (3) 이 방정식의 해를 구하면 q(t``)``=``C`` epsilon `(1-e ^ - t over RC `) (4) 이다. 식 (4)를 시간에 대해 미분하면 시간에 따라 변화하는 전류를 구할 수 있다. i(t``)``=`` dq over dt ``=` epsilon over R ```e ^ - t over RC (5) 따라서 축전기에 걸리는 전압은 V _ c ``=`` q over C ``=`` epsilon ``(1-e ^ - t over RC ) (6) 이고, 저항에 걸리는 전압은 다음과 같다. 그림 2. 스위치 S가 a에 닫혔을 때 (a) 저항에 걸린 전압, (b) 축전기에 걸린 전압의 시간에 대한 변화. (이 곡선들은 R=2~k OMEGA ``,~C=1000~ mu F``,~ =10~V 일 때를 그린 것이다. 이때 시간상수는 2초이다.) V _ R ``=``iR``=`` epsilon ```e ^ - t over RC (7) 식 (4)에서 (7)까지 방정식의 지수부분은 차원이 없어야 하므로 RC` 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 실험, 그림, 회로, 시간, 축전기, 이때